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In den letzten Jahrzehnten haben die Imaging-Technologien die Art und Weise revolutioniert, die Ärzte diagnostizieren und Überwachung von Krankheiten. Diese bildgebenden Verfahren, wurden jedoch weitgehend auf Ganzkörperbildgebungssysteme, wie Positronenemissionstomographie (PET), Single-Photon-Emissions-Computertomographie (SPECT), Computertomographie (CT) und Magnetresonanztomographie (MRI). Besondere Aufmerksamkeit wurde auf Krebs bezahlt und technologischen Durchbrüche haben Bildgebung stark die Art und Weise verbessert, dass diese Krankheit diagnostiziert und behandelt wird. Trotz dieser Fortschritte gibt es einen Ort, an dem diese Imaging-Technologien einfach nicht passen: der OP. Während Ganzkörperbildgebungstechniken in der chirurgischen Planung helfen können, fehlt ihnen typischerweise räumliche Auflösungen hoch genug Ärzte in Echtzeit , um festzustellen , ob alle Tumorgewebe entfernt wurde oder Gewebe Resttumor bleibt bei den operativen Margen 1 versteckt. Stellt sicher, dass keine infiltrativenTumorränder hinter ist links eine der wichtigsten operativen Ziele und Chirurgen müssen einen Drahtseilakt zwischen strengen und vorsichtigen Gewebsresektion gehen. Wenn zu viel entfernt wird, sind unerwünschte Nebenwirkungen für den Patienten verstärkt; wenn zu wenig entfernt wird, werden die Rezidivrate 2 erhöht, 3. Daher ist es entscheidend, eine genaue Tumorränder zu beschreiben, und wir glauben, dass chemolumineszierende intraoperative Bildgebung kann helfen, die Genauigkeit der Identifikation von Tumorgrenzen zu verbessern, indem Chirurgen sichtbar zu machen bösartigem Gewebe zu helfen, die sonst unentdeckt mit etablierten Techniken bleiben könnte.
Es gibt viele Imaging-Technologien derzeit für eine mögliche Verwendung als intraoperativen Bildgebungssysteme untersucht. Dazu gehören β- und γ-Strahlung emittierenden Sonden 4, optische Fluoreszenz 5, Raman - Spektroskopie 6 >, 7 und Cherenkov Lumineszenz 8, 9. Bis heute jedoch keine von diesen als klinische Standardtools etabliert geworden. Optische Fluoreszenz-Bildgebung hat sich bisher die vielversprechendsten dieser Techniken zu sein und ist deshalb die erforscht. Während es bereits ein wertvolles Werkzeug für viele Anwendungen gezeigt worden ist, ist es nicht ohne Einschränkungen. Tatsächlich ist ihr Hauptnachteil der Hintergrundfluoreszenz von Natur aus autofluoreszenten biologischem Gewebe erzeugt. Dieser Hintergrund autofluoreszierenden Signal ist ein Produkt der Anregung von dem umgebenden Gewebe, zusätzlich zu dem Fluorophor, von der externen Lichtquelle zur Erzeugung eines Fluoreszenzsignals erforderlich ist. Aus praktischer Sicht kann diese Autofluoreszenz führen möglicherweise zu niedrigen Signal-zu-Rausch-Verhältnisse, die die Nützlichkeit dieser Technologie im Operationsraum begrenzen.
Der DirektorVorteil der Chemilumineszenz-Bildgebung über Fluoreszenz-Bildgebung ist, dass kein Anregungslicht notwendig ist. Als Ergebnis gibt es keine Hintergrundautofluoreszenz. In Chemilumineszenz Bebilderung wird die Anregungsenergie chemisch statt erzeugt. Dieses Verfahren erzeugt keine unbeabsichtigte Signaluntergrund und somit zu höheren Signal-zu-Rausch-Verhältnis führen kann. Dies könnte dazu führen letztlich in die genauere und präzise Erkennung von operativen Margen. Etwas überraschend hat sich der Nutzen dieses Ansatzes als intraoperativen Bildgebungstechnik unerforscht 10 geblieben. Tatsächlich ist das nächste Beispiel dieser Technik die Oxidation von Luminol durch Myeloperoxidase in Mäusen , 11, 12, 13. Chemilumineszenter biomedizinischen Bildgebung ist daher ein ziemlich unerforschtes Gebiet der Forschung, die folgende Vorteile bieten könnte: (1) minimale Autofluoreszenz, was zu einem niedrigen Hintergrundsignal mit hallogher Signal-zu-Rausch-Verhältnisse; (2) abstimmbaren Wellenlängen des chemolumineszenten Emissionen im Bereich vom sichtbaren bis zum nahen Infrarot; und (3) funktionalisierbarer chemolumineszenten Komplexe , die, wenn sie mit Linker - Technologien kombiniert und Biomoleküle gezielt , die bereits existieren, 14 Zugriff auf ganze Bibliotheken von gezielten molekularen Bildgebung Sonden liefern.
Diese Proof-of-Principle-Studie zeigt die potentielle Nützlichkeit von Chemilumineszenz-Bildgebung in der biomedizinischen Einstellung eines Ruthenium-basierte Bildgebungsmittel verwendet wird. Die chemolumineszenten Eigenschaften dieser Verbindung sind gut untersucht, mit Untersuchungen aus der Zeit der Mitte der 1960er Jahre 15. Bei chemischer Aktivierung erzeugt das Mittel Licht bei etwa 600 nm 16, die für medizinische Abbildungszwecke gut geeignet ist. Die Aktivierungsenergie wird durch eine Redox - Reaktion zur Verfügung gestellt , die in einen angeregten Zustand-was dazu führt , eine Lebensdauer von 650 ns in Wasser 17 -foll hatdurch die Erzeugung von Photonen bei Entspannung der angeregten Zustand zu verdanken. Durch die Verwendung eines speziell gestalteten Fern Vernebler, konnten wir die Verbindung , die sowohl ex vivo und in vivo zu detektieren. Die Ergebnisse der anfänglichen Experimente sind sehr vielversprechend, was auf eine weitere Untersuchung dieser Technologie.